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失效分析金相分析 顯微組織 晶粒度 非金屬夾雜 宏觀(guān)

識別并解決潛在的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題

優(yōu)化生產(chǎn)工藝,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量

找出失效原因,并針對性地改進(jìn)生產(chǎn)工藝

降低生產(chǎn)成本,提高生產(chǎn)效益。



詳細介紹

1. 金相顯微組織分析

應用原理

通過(guò)光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡觀(guān)察金屬材料的顯微組織(如鐵素體、馬氏體、奧氏體、珠光體等),分析其相組成、分布及形態(tài)特征,揭示熱處理工藝、加工缺陷或失效機理

取樣要求 試樣應盡可能在斷裂或開(kāi)始失效的部位截取。在截取金相試樣之前,應完成對失效表面的研究,或者至少應完成記錄失效的情況。然后在正常部位取樣進(jìn)行組織和性能對比。

位置:垂直于軋制/鍛造方向取樣,可觀(guān)察樣品表面至心部的組織變化

尺寸:典型試樣尺寸為10-20mm3,需經(jīng)打磨、拋光及化學(xué)腐蝕處理以清晰顯示組織。


缺陷影響

組織不均勻(如帶狀偏析)會(huì )導致力學(xué)性能各向異性;

異常相(如粗大碳化物)易引發(fā)應力集中,降低材料韌性。


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參考標準

GB/T 13298-2015《金屬顯微組織檢驗方法》

ASTM E3-11《金相試樣制備標準》


2. 晶粒度測定

應用原理

通過(guò)統計單位面積或長(cháng)度內的晶粒數量/截距,評價(jià)晶粒尺寸大小及等級,晶粒度級別越高(數值越大),晶粒越細小。

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取樣要求

位置:鍛件取橫截面中心與邊緣區域;鑄件需避開(kāi)縮孔、疏松區域。

粗晶(1-4級)導致強度、疲勞壽命下降;

超細晶(9-12級)可能降低高溫蠕變抗力。


參考標準

GB/T 6394-2017《金屬平均晶粒度測定方法》

ASTM E112-13《平均晶粒度測定標準》

ISO 4499-2:2008《硬質(zhì)合金晶粒度測量》


3. 非金屬夾雜物檢測

應用原理

識別鋼中硫化物、氧化物、硅酸鹽等非金屬化合物,通過(guò)顯微評級或掃描電鏡分析其類(lèi)型、尺寸及分布,評估冶煉工藝質(zhì)量。


取樣要求

方向:縱向取樣(沿軋制方向),檢測夾雜物延伸形態(tài);

尺寸:試樣需包含完整截面,拋光面積≥0.5mm2。


缺陷影響

條狀硫化物引發(fā)各向異性斷裂;大尺寸氧化物(如DS類(lèi))成為疲勞裂紋源,顯著(zhù)降低材料壽命。


參考標準

GB/T 10561-2005《鋼中非金屬夾雜物顯微評定法》

ASTM E45-18《夾雜物評級標準》

ISO 4967:2013《鋼中夾雜物標準圖譜法》

 

4. 宏觀(guān)斷口分析(失效分析應用)

應用原理

通過(guò)觀(guān)察斷口的纖維區、放射區及剪切唇特征,結合斷口形貌(韌窩、解理、疲勞條紋等)判斷失效模式(脆性斷裂、疲勞、應力腐蝕等)。

 

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取樣要求

位置:包含斷裂源區、擴展區及瞬斷區;

保護措施:避免二次損傷,需對斷口進(jìn)行超聲波清洗或復型處理。


缺陷影響

疏松、夾雜導致的斷口粗糙度增加,加速裂紋擴展;

氫脆斷口呈“冰糖狀”,預示材料氫致脆化風(fēng)險。


參考標準

GB/T 1814-2019《斷口檢驗方法》

ASTM E340-15《宏觀(guān)蝕刻試驗方法》

ISO 3763:1976《鋼材斷口宏觀(guān)評定方法》